Газета 'Промышленные ведомости'
Главная Подшивка Подписка Редакция Партнерство Форум
«ПВ» 4-6, декабрь 2016  -  cодержание номера 

Диагностика и профилактический «ремонт» позвоночника человека

Яков Гольдберг,

генеральный директор ООО «Медприбор-21»,

кандидат технических наук

 

В России десятки миллионов, а в мире – сотни миллионов детей и взрослых  нуждаются в недорогом эффективном устройстве  для коррекции осанки и профилактики дегенеративных заболеваний позвоночника

Позвоночник — настоящее чудо природного инженерного творчества. У некоторых  людей он отлично выполняет свои функции на протяжении восьмидесяти лет и дольше,  сохраняя силу, гибкость и упругость даже при значительных нагрузках. Одно из главных эволюционных достоинств  человеческого позвоночника — его S-образная форма. Майк Адамс, профессор сравнительной анатомии из Бристольского университета, считает, что смысл  S-образной кривой — в ее способности амортизировать ударные нагрузки. S-образные изгибы отлично противостоят сжатию, которое в жесткой прямолинейной структуре создало бы громадные нагрузки. При каждом нашем шаге эти изгибы действуют как пружина. Они постоянно находятся в состоянии упругого напряжения и легко поглощают ударную энергию. Но такая пружиноподобная деформация позвоночника возможна лишь в ограниченных пределах: мощные, идущие вдоль позвоночника мышцы — выпрямители спины (параспинальные мышцы) не позволяют этим изгибам сжиматься и растягиваться слишком сильно.

Разумеется, S-образная форма может приводить и к проблемам. Людей с «круглыми» и горбатыми спинами — легион. Еще чаще проблемы возникают в нижней части спины - в области поясницы. Как правило, это связано со сжимающей нагрузкой — вертикальной силой, которая действует на позвоночник перпендикулярно межпозвоночным дискам. Эта нагрузка частично создается земной силой тяжести, поэтому в нижней части позвоночника она больше, чем в верхней. Но она также создается усилием параспинальных мышц, которые всегда находятся в напряженном состоянии, чтобы удерживать нас в вертикальном положении. Они генерируют такую же компрессионную нагрузку, как и сила тяжести, особенно когда мы поднимаем значительный груз.

Позвоночник человека в определенной степени приспособлен для того, чтобы справляться с этой нагрузкой. Наши нижние позвонки больше и мощнее, чем верхние, и, поскольку нагрузка характеризуется силой, приходящейся на единицу площади, сжимающая нагрузка остается одинаковой в любой точке вдоль позвоночника. Исходя из этого, Майк Адамс утверждает, что чаще всего патологию нижнего отдела позвоночника вызывает не сжатие, а его сгибание.

Изменение положения позвоночника с горизонтального на вертикальное фактически не влияет на компрессионные нагрузки, которым он подвергается в результате действия мышц. Например, поясничный отдел мужчины при поднятии груза в среднем испытывает сжимающую нагрузку около двух тысяч ньютонов, из которых всего триста ньютонов приходится на вес головы, плечевого пояса и грудной клетки, давящей вниз. Позвоночник человека нагружен точно так же, как у четвероногих, утверждает Донал Макналли, профессор анатомии в Ноттингемском университете, а переход к прямохождению не так уж сильно изменил его первоначальную «конструкцию» и характеристики.
Что нам действительно дала эволюция, так это пластичную костно-мышечную систему, которая с течением времени способна меняться — функционально перестраиваться, чтобы справиться с возлагаемыми на нее нагрузками. Наши мышцы, кости и мягкие ткани становятся сильнее, если постоянно заставлять их работать. Это одна из причин того, почему боли в спине не являются особой проблемой для людей, чья работа связана с регулярным переносом тяжестей. Их спина перестраивается, чтобы успешно справляться с такими нагрузками. Гораздо большей опасности в этом отношении подвергаются так называемые «солдаты выходного дня», которые в воскресенье решают перекопать весь сад или совершить другие трудовые подвиги на приусадебном участке.

Мы виним эволюцию во всех наших бедах с позвоночником, говорит Майк Адамс. Она практически не дала нам права на ошибку. Мы развили массивные поясничные позвонки с толстыми амортизирующими межпозвоночными дисками, которые очень эластичны и устойчивы к травмам. На самом деле они гораздо надежнее искусственных протезов, которыми хирурги-ортопеды заменяют поврежденные диски. Проблема в том, что, когда эти диски травмируются, они почти не поддаются восстановлению. Межпозвоночные диски фактически лишены кровоснабжения, поскольку никакие кровеносные сосуды не выдержали бы колоссальных сжимающих нагрузок.

Ситуацию усугубляет очень низкая плотность клеток в хрящевой ткани. Из-за отсутствия хорошего кровоснабжения, которое стимулировало бы образование новых клеток на месте травмы, диски почти не способны восстанавливаться, и в них начинаются дегенеративные процессы. Мало того, что эволюция снабдила нас сложнейшим «одноразовым» механизмом, так еще и наша культура не способствует правильному обращению с этим механизмом. Мы лишаем себя гибкости в позвоночнике, особенно в его поясничном отделе, так как  целыми днями сидим на стульях и теряем подвижность. Для сравнения Адамс приводит представителей африканских и индейских племен, которые много двигаются и часто сидят на корточках. В результате даже во взрослом возрасте у них сохраняется такая же подвижность позвоночника, как в детстве. Когда у вас гибкая поясница, ваши диски остаются упругими и эластичными и их гораздо труднее повредить при сгибании и скручивании. Но если вы теряете эту подвижность, любое сгибание создает значительные нагрузки на позвоночник, приводя к синдрому «солдата выходного дня».

Поведение дисков при травмах позволяет объяснить боли в спине. Здоровые диски не могут чувствовать боль. Они являются амортизирующими подушками, принимающими на себя всю сжимающую нагрузку на позвоночник и не снабжены ни кровеносными сосудами, ни нервами. Но при соскальзывании позвонков или образовании грыжи, в диске возникают радиальные трещины, через которые внутрь него начинают прорастать кровеносные сосуды и нервы. В результате может начаться вымывание жизненно важных молекул, отвечающих за гидратацию диска, а также приток в диск иммунологических факторов, вызывающих местное воспаление. Именно это воспаление и вызывает боль.

Мы не предназначены для того, чтобы очень долго неподвижно находиться в вертикальном положении, как это часто происходит. Дело в том, что в таком положении нагрузка концентрируется на задней части межпозвоночного диска и дуге позвонка. Когда мы стоим прямо, значительная часть нагрузки передается через маленькие хрупкие апофизарные суставы на задней части позвонков. Известно, что пожилые люди становятся заметно меньше ростом. Во многом это вызвано тем, что дегенерация дисков приводит к сокращению расстояния между позвонками и увеличивает нагрузку на апофизы позвонков. У молодых людей на эти апофизарные суставы приходится менее 10% всей сжимающей нагрузки на позвоночник, но к 50 годам эта нагрузка увеличивается до 20–30%. При уплощении межпозвоночных дисков через эти очень деликатные суставы может передаваться до 90% всей сжимающей нагрузки. Это приводит к значительному ремоделированию костной ткани, избыточному росту костных образований (остеофитов) и остеоартриту.

Эволюция постаралась компенсировать эти недостатки весомым преимуществом. Она наделила наш скелет способностью к быстрому и значительному адаптивному ремоделированию.  Оно позволяет нашему телу увеличивать костную массу, когда это необходимо, и экономить ценные ресурсы путем ее сокращения, когда она не нужна. Если вы проведете шесть месяцев в постели, ваша костная масса уменьшится на 15%. Именно способность к такой перестройке мышц и костей является одной из причин того, почему суперспортсмены могут устанавливать новые мировые рекорды, намного превосходящие рекорды их предшественников, человеческое тело еще не достигло пределов своих возможностей. Однако наше вертикальное положение, прямохождение, повинно в таких серьезных проблемах человека, как остеохондроз, патологический кифоз грудного отдела (гиперкифоз),  патологический лордоз поясничного отдела позвоночника. Остеохондроз  — комплекс дистрофических нарушений в суставных хрящах. Может развиваться практически в любом суставе, но чаще всего поражаются межпозвоночные диски. Как следствие возникают грыжи межпозвонковых дисков.

Кости состоят из двух типов тканей: кортикальной ткани (твердой и плотной), которая образует внешнюю часть скелетных структур, и губчатой, или трабекулярной, ткани, которая образует внутреннюю часть кости и представляет собой сеть из множества тонких костных перегородок, называемых трабекулами. Губчатые кости — это живые, динамически меняющиеся структуры, поскольку специальные подвижные клетки, называемые остеокластами, постоянно поглощают костную ткань, истончая трабекулярные перегородки и сокращая их число. Таким образом, гигантские внутренние поверхности больших трабекулярных костей обладают значительным потенциалом для ремоделирования — изменения плотности  в ответ на сигналы, поступающие от остальной части тела. Один из таких сигналов — количество нагрузки, которую кость регулярно получает. Ослабление и ограниченное использование мышц с возрастом (саркопения) снижает нагрузки на наши кости.

В отсутствие привычных нагрузок кости начинают избавляться от лишней плотности, чтобы стать легче. Здесь действует один из ключевых принципов эволюции — «что не используется, то теряется». В конце концов, кости становятся  настолько хрупкими, что пожилому человеку достаточно поскользнуться на банановой кожуре и упасть с высоты своего роста, чтобы получить тяжелый, потенциально опасный для жизни перелом.  

Мы с коллегами много лет занимались разработкой и изготовлением различных ортопедических систем и некоторых других устройств  для  лечения травм и заболеваний костно-мышечной и других систем человека. Прежде всего, это оригинальные индивидуальные ортопедические «жесткие» многоопорные корсеты для лечения и реабилитации последствий сложных травм, переломов, метастаз шейного, грудного, поясничного отделов позвоночника, врожденных и приобретенных патологий позвоночника. Только на корсеты нами получено 4 патента и разработано множество ноу-хау.

Несмотря на явные положительные эффекты, которые были достигнуты с использованием наших изделий, одобрения врачей и, главное, благодарности множества больных, которым мы смогли помочь, у нас была мечта создать устройство для профилактики самых частых заболеваний позвоночника - устройства для укрепления мышц, поддерживающих позвоночник. Основа снижения инвалидности и роста продолжительности жизни – профилактика!

Платой за ношение корсета, как и любой другой иммобилизующей (сковывающей, ограничивающей  движения) повязки или приспособления, является дистрофия мышц туловища: мышцы, выключенные из «движения», атрофируются. Эта плата за покой, обеспечивающий возможность сращивания костей и связок, должна максимально компенсироваться лечебной физкультурой. Осознание необходимости при ношении корсета  заниматься гимнастикой привели к пониманию возможности создать простое носимое устройство, позволяющее человеку укреплять мышцы спины и корректировать осанку без потерь времени и волевых усилий, без отрыва от учебы, работы, отдыха. С использованием подсознательных структур головного мозга.  Прошло немало времени, пока нам удалось решить изобретательские и инженерные проблемы создания такого устройства.

Причины дегенеративных изменений позвоночника у взрослых очевидны - это технический прогресс, особенно в городах, в мегаполисах. Доля городского населения увеличивается по экспоненте, и приблизилась в 75 процентам. Жизнь в городе не требует особых движений и физических нагрузок. Хороший транспорт и сидячая работа неизбежно приводят к недостатку движения, гиподинамии. Закон для любых динамических систем один: энергия либо используется, либо теряется.  Детренированность – болезнь века. Она губительна для всего костно-мышечного аппарата, для всех желез внутренней секреции, для всех органов. Ухудшается метаболизм, снижается иммунитет. Свой вклад в разрушение организма вносит и современное питание. Избыток переработанной, консервированной пищи приводит к недостатку энзимов, витаминов, минералов, ослаблению костно-мышечного аппарата человека, способствует замещению мышечной ткани жировой, приводит к дистрофии мышц. У детей добавляется решающий фактор: гормональный дисбаланс.  

Первой отказывает система, поддерживающая туловище в вертикальном положении – позвоночник, мышцы спины, мышечный корсет, нарушается работа лёгких, головного мозга, возникают застойные явления во всех сегментах организма. Вред гиподинамии, последствия сидячего образа жизни изучены и продолжают изучаться самыми серьезными научно-исследовательскими медицинскими организациями. Однако использованию рекомендаций, разработанных в этих институтах, препятствует острая нехватка времени у городских жителей. Современный темп жизни в развитых странах настолько высок, что отвлечение от решения текущих и перспективных задач автоматически приводит к  отставанию в работе или учебе. Даже занятия физкультурой и спортом, к сожалению, не решают проблем гиподинамии. Они требуют времени, средств, пространства, волевых усилий. Проблема гиподинамии из латентной, незаметной, переходит в недомогание, утомляемость, вынуждает  обращаться к врачам, многие из которых придерживаются аллопатических и хирургических методов лечения. Улучшение организации страховой медицины, доступность и популярность хирургических методик и имплантов способствуют росту проблем с болезнями позвоночника.

Таблетки, мази, гели, пластыри годятся только для разовых, экстренных случаев. Вред от их постоянного использования уже доказан научными исследованиями и подтверждён конвенциональной медициной. Доля населения, имеющая проблемы с опорно-двигательным аппаратом, позвоночником, неуклонно растёт и по результатам исследований колеблется от 63 до 87 процентов в разных возрастных группах.

Предлагаемые на рынке технические устройства для исправления осанки и тренировки мышц спины, можно разделить на два вида:

- пассивные реклинаторы – корсеты и бандажи, иммобилизующие позвоночник, фиксирующие его сегменты в требуемом положении. Отсутствие прямого эффекта и негативные последствия, в виде застойных явлений и атрофии мышц,  очевидны.

- тренажёры для общефизической подготовки и специального назначения, но они громоздки, дороги, и нередко занятия на них доступны только в фитнес-центрах.

Профилактику заболеваний позвоночника и коррекцию осанки можно осуществлять простейшими физическими упражнениями дома, на работе, во время учебы. Наибольший эффект может быть достигнут, если снабдить человека простым в эксплуатации, носимым на туловище устройством контроля положения позвоночника, которое будет сигнализировать о недопустимых отклонениях положения позвоночника.

Наше устройство единственное на сегодня, отвечающее всем требованиям, предъявляемым к подобному прибору:

- оно контролирует,  как минимум, один параметр, функционально связанный со степенью деформации позвоночника (угол наклона его сегментов относительно друг друга);

- электронный модуль, считывающий показания датчика, имеет устройство ручной и автоматической фиксации границы срабатывания сигнала и оповещения пользователя о нарушении этой границы;

- сигнал оповещения выключается только с распрямлением позвоночника и возвращением туловища в сектор правильной осанки;

- высота и ширина датчика положения позвоночника, крепящегося на спине, не превышают 5 и 10 мм, соответственно, при длинах от 150 до 250 мм для пациентов разного роста; 

- имеется возможность измерения степени деформации в абсолютных единицах (градусах);

-  отсутствуют ложные срабатывания или несрабатывания;

- возможно формирование базы данных с параметрами пользователя, характеристиками конкретных физических упражнений, динамикой движений в пространстве и во времени, непосредственно в самом устройстве или дистанционно.

Наше устройство  в процессе эксплуатации вырабатывает в подкорковых структурах мозга пользователя устойчивый подсознательный стереотип хорошей осанки, необходимый для укрепления мышц, поддерживающих позвоночник в расправленном состоянии, и  вызывает стойкую длительную ремиссию. Достигается это за счет нашего уникального, специально разработанного для этого устройства датчика, позволяющего осуществлять контроль деформации позвоночника, отслеживая положения его  сегментов относительно друг друга. Это вытекает из его конструкции и наглядно демонстрируется каждому пользователю при настройке и эксплуатации. Датчик с помощью подтяжек размещается  вдоль позвоночника (см. фото).  Каждый раз, включая устройство, пользователь легко настраивает границу срабатывания под своё, актуальное состояние или включает режим автоматической настройки.  

Устройство прошло формальные и неформальные испытания в клиниках, медицинских центрах и спортивных организациях. Когда американцы увидели отзыв  госпиталя российского Министерства обороны, они сказали, что других отзывов им не надо: что хорошо для Министерства обороны России, хорошо и для Пентагона, а что хорошо для Пентагона хорошо для всей Америки.

Есть отзывы о нашем устройстве от всемирно известного детского ортопедического центра «Огонёк», Санкт-Петербургского государственного педиатрического медицинского университета,  множество отзывов других государственных и частных организаций: госпиталей, медицинских центров... . Имеются отзывы и благодарности индивидуальных пользователей из Петербурга, Воронежа, Казани, Хабаровска, Владивостока. Нас приглашали на презентации и работу в Соединенные Штаты Америки, Израиль. В Германии одна из крупнейших в мире компаний по разработке, производству и продаже ортопедических систем, собрала более ста своих специалистов на презентацию нашего тренажера-корректора.

Наше устройство испытывалось в Сертификационном исследовательском центре Санкт-Петербурга,  где было доказано полное отсутствие излучений им вредных полей, токов,  отсутствие вредных воздействий на организм человека и его полная электробезопасность, о чём есть соответствующие акты. Мы получили стандартный добровольный сертификат безопасности как на спортивно-физкультурный тренажер.

Нами получено три  патента в России, поданы заявки в России и США. Сейчас мы завершаем испытание принципиально новой конструкции датчика деформации и кинематики и схемы монитора положения позвоночника и его сегментов. Новый датчик не только точнее сегодняшнего, но и значительно, в несколько раз, увеличивает функциональный потенциал устройства. Он будет универсальным для любого роста пользователей в диапазоне от 105 до 210 сантиметров. Работает с любыми смартфонами, планшетами, компьютерами. Запоминает показатели (создает базы данных) до 100 пользователей. Но главное - он будет чувствителен не только к грудной сутулости, но и к патологии поясничного лордоза.

Весит нынешнее устройство вместе с системой крепления (подтяжками) менее 140 грамм, продается он  сегодня по цене около 9500 рублей в России, 200 евро - в Европе, менее 250 долларов - в США и успешно используется сотнями детей и взрослых. Новая его модификация будет весить менее 90 грамм, он будет дешевле на 15-17 процентов, что существенно увеличит объем продаж.

В преддверии выпуска новой версии устройства контроля положения позвоночника мы решили прекратить выпуск нынешней модели. Осталось считанное число устройств для презентаций и техподдержки действующих медицинских центров.

Все, кто пришлет нам заявку -  контактные данные на сайте http://sutulostinet.ru/ получат новейшее устройство в первую очередь и со скидкой 10 процентов, без предварительной оплаты. 

Во время апробации и реализации установочных серий мы убедились в потребности рынка в подобном устройстве. Лучшим доказательством его эффективности являются отзывы и рекомендации врачей и пациентов, растущие объемы продаж и заказов. В США и Европе большой интерес к нашему устройству проявили страховые компании. Они готовы компенсировать часть расходов покупателям нашего тренажера-корректора, улучшить условия оплаты страховки.

Выпуск устройств контроля для профилактики заболеваний позвоночника - высокорентабельный бизнес (более 200%), дающий возврат капитала в течение одного года с начала выпуска первой промышленной серии. Но научно-технический прогресс - процесс необратимый. Новые идеи, которые приходят к нам сегодня, невозможно ни проигнорировать, ни отложить «про запас». Их надо либо разрабатывать, либо проститься с ними. Не все идеи, которые к нам пришли, мы разрабатываем, но есть такие, которые мы не смогли проигнорировать.

Сегодня в нашем портфеле, кроме устройства контроля положения позвоночника и его сегментов, есть еще несколько оригинальных проектов, связанных с профилактикой заболеваний различных систем и подсистем организма человека.  Это оригинальные носимые или мобильные интерактивные устройства для контроля состояния органов и сегментов организма, способствующие эффективной тренировке мышц, укреплению сухожилий и связок.

Оригинальным, не имеющим на сегодня прототипов, является комплексное интерактивное мобильное устройство для управления метаболизмом человека, улучшения усвоения пищи, нормализации массы тела. Это не физкультурный тренажер. Это устройство, позволяющее организму лучше усваивать привычный рацион, извлекать максимум энергии из съедаемой привычной пищи, а значит - насыщаться меньшими объёмами. Это способствует нормализации массы тела наиболее экологичным, здоровым, способом. Устройство сочетает народные методы управления весом с результатами серьезных академических исследований и рекомендациями и показало высокую эффективность при предварительных испытаниях. Оно может сочетаться с применением диет и физкультурных комплексов, но высокоэффективно и без них. Доступно для лиц в возрасте от 15 до 85 лет. Число потенциальных пользователей - 850 млн. человек в экономически развитых странах.

Инновационным и оригинальным является проект интерактивного мобильного тренажера общефизической подготовки, который позволит людям, не имеющим опыта занятий физкультурой, без инструктора, без всякой предварительной подготовки и дополнительного инвентаря нагрузить весь костно-мышечный аппарат оптимальным образом. Он тестирует пользователя на каждом занятии и предлагает ему наилучший объем и продолжительность нагрузок. Он компактен, умещается в небольшом портфеле. Занятия с ним не требуют много места, времени и силы воли. Тренажёр удобен для тех, у кого нет специального места для занятия физкультурой. Как все наши изделия, тренажер будет вполне доступен по цене. Он хорош для диспетчеров, летчиков, космонавтов, машинистов и всех тех, кто много работает за столом и хочет быстро начать тренировать свои мышцы. В нём предусмотрены особые режимы для увеличения объёма мышц, укрепления сухожилий и связок, ускорения сращивания костей.  Предусмотрен режим снижения объема жировой массы. Тренажер доступен для людей в возрасте от 12 до 85 лет. Число потенциальных покупателей - 540 млн. человек в экономически развитых странах.

Инновационным также является  наше устройство для оздоровления органов мочеполовой сферы мужчин и женщин. Оно предназначено для профилактики и лечения на ранних стадиях самых «популярных» функциональных нарушений, таких как импотенция, аноргазмия, циститы, уретриты, простатит, геморрой, бесплодие. Устройство мобильно, компактно, интерактивно, индивидуально и доступно по цене.

Нами прорабатывается некоторые другие устройства с биологической обратной связью. Например, тренажер произвольного управления тонусом гладкой мускулатуры. Это ускорит заживление травм, ран, переломов, разрывов сухожилий, внутренних и внешних кровотечений. Для умеренно тяжелых случаев ускорит заживление, а для тяжелых случаев, в послеоперационный, посттравматический период, ускорит реабилитацию. Мы взаимодействуем с большой группой врачей разных специальностей, авторов многочисленных патентов, с опытом сопровождения и внедрения инновационных разработок. Кандидат медицинских наук, врач ортопед-травмотолог Александр  Тогидный  консультирует нас по вопросам создания нового монитора положения позвоночника и его сегментов.

Нам удалось собрать уникальный коллектив. Небольшая по численности команда выполняет самостоятельно почти все основные циклы разработки инновационных устройств. Самая большая ценность – изобретатели, «генераторы идей». Почти все члены команды способны найти решение, проверить идею, в буквальном смысле слова на подручных материалах.

Для изготовления полноценного прототипа и воплощения схемы в «железе» у нас есть группа электронщиков высокого уровня во главе с кандидатом технических наук Игорем Мисюченко. Он автор свыше 50 патентов, имеет большой опыт выполнения проектов за рубежом, в Европе и Америке.

Отдел переноса технологии от малых, пилотных серий к промышленно-серийному производству возглавляет кандидат технических наук  Виктор Левитин, инженер-технолог с большим опытом.

В вопросах защиты и продажи интеллектуальной собственности, стратегии патентования, заключения лицензионных договоров и продажи патентов нас консультирует кандидат технических наук Юрий Буч, теоретик и практик защиты интеллектуальной собственности, много работающий в совместных российско-американских проектах. С его помощью мы надеемся перейти от производства и сбыта устройств к торговле интеллектуальной собственностью.

Стратегию коммерциализации наших разработок нам помогает выстроить успешный бизнесмен, разработчик и преподаватель методик развития стартапов  Глеб Тертычный.

Каждый из членов нашей команды хорошо представляет конечные цели проектов, обладает уникальным опытом, знаниями, навыками, способен находить нестандартные инновационные решения своей части общей задачи, умеет слушать и понимать своих коллег. Но нам не хватает маркетологов, бизнесменов с опытом развития инновационных разработок, умением управлять финансовыми потоками и привлекать инвестиции. Ищем таких партнёров. Главные требования - опыт в своём сегменте и умение работать в команде.

Обращаться gold52@bk.ru

Другие статьи номера «ПВ» 4-6, декабрь 2016

Главная Подшивка Подписка Редакция Партнерство Форум
  © Промышленные ведомости  
Rambler's Top100